石墨电极与炼钢的关系

随着中国经济的快速发展，各行各业对特殊钢材的需求越来越广泛，致使电弧炉炼钢技术发展十分迅速，大容量超高功率电弧炉和大型炉外精炼技术已经成为现代化钢铁行业的标志。国内现有100T以上粗炼电弧炉18台，变压器容量65~150MV*A；50~100T的电弧炉约有30台，变压器容量35~85MV*A；40~300T的LF精炼炉有126台，变压器容量10~45MN*A。这些电炉均使用不同规格的超高功率石墨电极。随着电弧功率的不断提高，冶炼工艺技术的不断优化，对石墨电极的理化指标要求越来越高具消耗指标越来越低。

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从大型化大容量化的超高功率电弧炉的平均消耗水平来看，吨钢电极消耗从过去平均3.5KG/T降到了1.2KG/T，而LF炉的平均消耗均低于0.5KG/T。由于石墨电极在冶炼中占有一定成本的比例而且消耗量很大，所以各使用厂家对石墨电极的消耗和使用效果均十分看重，而且也列入到生产中作为一项重要的考核指标。

石墨电极消耗机理

石墨电极作为电弧炉冶炼中的导电材料，其消耗随着电功的消耗而成正比关系。现代电弧炉炼钢以电能和化学能为热能源，来实现炼钢过程中四脱（P、C、O、S）、二去（气、杂）、二调（温度、成分）的目的，石墨电极的使用性能在用户中主要体现在是否适用和消耗多少，而电极的消耗除与自身质量有着直接关系。

石墨电极在电弧炉冶炼中的消耗主要由以下几部分组成。

a. 电炉内的石墨电极端部与外圆表面的消耗

b. 在冶炼中产生的石墨电极的残体消耗

c. 电极表面氧化剥落并伴有开裂和掉块的消耗

d. 冶炼中石墨电极折断所造成的直接损失

冶炼中的电极消耗

电弧炉或精炼炉在高温氧化环境下使用的石墨电极因高温电弧会发生升华，电极与炉气、氧气、腐蚀气体发生高温氧化反应，会造成石墨电极的不断消耗减少，甚至发生断裂、破损。而石墨电极的侧面氧化占总消耗的40%-60%。石墨电极侧面的氧化导致石墨电极电弧发生端直径不断的减小，增加了电弧燃烧不稳定性，相应增加了生产每吨钢的电耗。而且当电极螺纹部分被氧化，会使电极接头螺纹段减薄，易造成电极在此处折断或者造成电极下部脱落等事故。

石墨电极抗氧化涂料在600~1800℃范围内，有效的隔断电极与空气直接接触，从而减少石墨电极表面氧化消耗，延长电极使用寿命。

主要特点

a.大大减少氧的扩散系数。

b.热胀冷缩有很好的自愈能力，能封闭从氧化性阈值（约400℃）到较大使用温度内产生的裂纹，抗熔渣的侵蚀和渗透，以及减少钢中夹杂，对钢水有纯净作用。

c.涂层与基体之间能建立良好的结合性、热震动性、热疲劳性和热匹配性。